不锈钢点焊接头S-N曲线转折点的优化过渡

基于成组法、升降法试验,绘制出不锈钢点焊接头S-N曲线,根据所绘制的S-N曲线和升降法试验数据分析比较确定S-N曲线在转折点处需要进行转折过渡.为了使制定出的S-N曲线和转折点疲劳寿命N₀具有更好的实际工程应用价值,提出了过渡点处采用变斜率斜线段连接的理论及方法.通过试验验证了S-N曲线转折点处采用变斜率斜线段过渡方法的可行性,并对两条曲线进行了比较分析.结果表明,利用新方法绘制的S-N曲线能更准确的显示点焊接头的性能.     

预拉伸对不锈钢电阻点焊接头疲劳寿命的影响

不锈钢电阻点焊接头疲劳测试中,断裂处多数在焊点附近。其原因归结为焊接接头处存在残余应力。文中对SUS301不锈钢3.5 mm和4.5 mm两组不同板厚组合的点焊试件进行疲劳测试,得出给定应力下的中值疲劳寿命,随后通过预拉伸削弱点焊接头内部残余应力后重新进行疲劳测试,进行最优载荷区间分析;同时测试焊态及拉伸试件残余应力,对疲劳寿命改善机理进行分析。结果表明,加载预拉载荷T后,不锈钢点焊接头的疲劳寿命得到显著提升;随着T的增大接头疲劳寿命的提升程度也将增大,但当T达到55%以上时接头将会发生形变,影响性能;T最优的选取区间为在此区间内能够将接头疲劳寿命从中短寿命区提升至无限寿命区;在选取最优区间的预拉载荷后,焊点内部残余拉应力在受力方向减小较多,能够低于100 MPa,垂直受力方向也能够降至1/3。     

承载T形接头疲劳试验对结构应力法的修正研究

为了更为精确地预测焊接结构的疲劳寿命,基于承载T形焊接接头的疲劳试验,建立有限元分析模型,50%存活率下,分别采用Verity法的位移控制模型、载荷控制模型、VOLVO法等结构应力法对T形焊接接头疲劳寿命进行寿命预测,结果表明,Verity法的载荷控制模型计算结果偏安全,VOLVO法计算结果偏危险,Verity法的位移控制模型计算结果与实际最为接近。而后,基于试验数据,修正了VOLVO法的柔性S-N曲线,采用该修正模型的计算结果可以较为精确地反映工程实际。     

轨道车辆不锈钢车体点焊密封胶应用试验

以点焊密封胶为研究对象,确定轨道车辆不锈钢车体焊接用点焊密封胶选型原则,对使用点焊密封胶焊接的试件分别进行拉剪试验、宏观金相试验、密封性试验等试验研究。研究结果表明,在合适的焊点间距、焊点缘距条件下,点焊密封胶可以保证良好的密封性,点焊密封胶对点焊质量无明显影响,但火焰调修、近距离电弧焊等高热输入施工对点焊密封胶会造成很大的破坏。     

锻压力对铝合金点焊接头疲劳行为的影响

采用试验和有限元分析相结合的方法，考察了锻压力对铝合金电阻点焊接头中残余应力和接头疲劳行为的影响。结果表明，采用锻压力显著降低了熔核边缘外部热影响区中的残余应力，疲劳裂纹不再从热影响区中萌生。而是全部从熔核边缘处开始；残余应力的降低使得疲劳裂纹扩展的驱动力减小，接头的疲劳强度提高。     

低碳不锈钢点焊接头的耐腐蚀性能

目前对焊接接头耐腐蚀性能的研究比较少,对点焊凸焊接头的耐腐蚀性能的研究更少.本文主要研究点焊凸焊对低碳不锈钢00Crl8Ni9的耐腐蚀性能的影响,通过运用电化学方法,即主要比较焊前和焊后低碳不锈钢00C18Ni9的自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),再通过电化学腐蚀原理进行分析.研究结果表明:低碳不锈钢000Cr18Ni9焊缝区域的耐腐蚀性能反而比母材的耐腐蚀性能要好,主要原因可能是因为在点焊过程发生的组织转变引起的.     

不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量监控

为了保证不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量,对电阻点焊过程关键工艺参数进行智能在线监控,并基于网络及数据库技术建立不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量控制管理系统。该系统对保证不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量及不锈钢城轨客车整车的制造质量具有重要意义。     

2205DSS焊接接头腐蚀疲劳性能分析

对川东船厂制造化学品船所用的国产2205DSS常用焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀疲劳性能进行了试验研究.通过Origin软件对试验数据进行非线性拟合得到了环境温度分别在24,30和40℃、加载应力比为0.1、加载频率为20 Hz条件下的腐蚀疲劳寿命S-N曲线,得到焊接接头在该环境下的疲劳极限,建立了有温度参数表示的S-N数学模型.结果表明,在模拟海水中焊接接头发生腐蚀疲劳断裂的位置在母材区,环境温度升高对低应力水平作用下的试件疲劳寿命有明显影响.     

结构应力法预测点焊试件疲劳寿命

基于局部结构应力点焊疲劳寿命预测方法对电阻点焊进行疲劳寿命预测。使用壳单元、CWELD点焊连接单元、刚性梁单元建立电阻点焊拉剪试样有限元模型。运用商业有限元软件Nastran做线弹性分析,输出CWELD单元的节点平衡力,将有限元线弹性分析结果导入疲劳分析软件中完成点焊疲劳寿命的估算。疲劳寿命预测结果与疲劳实验结果对比表明,不同载荷下的点焊疲劳寿命预测结果与实验寿命有良好的一致性。     

基于能量耗散的异质材料点焊接头高周疲劳性能评估

基于能量耗散及疲劳累积损伤理论,对SUS301L-Q235B点焊接头的高周疲劳性能进行了研究,并建立了以能量耗散为损伤指标的点焊接头疲劳性能快速评估模型。研究结果表明：随着载荷水平的增加,单位周次内的能量耗散值亦随之增加,且在疲劳极限附近出现转折点,该点正是熔核内部与损伤无关和损伤相关微结构运动的分界点。考虑到与损伤相关的能量耗散存在临界值E_c,以E_c值作为疲劳寿命预测阈值,实现了中值F-N曲线的快速预测。在此基础上,结合统计学理论,对存活率为5%和95%的F-N曲线进行了快速预测。最后,将预测数据与传统试验数据进行对比,结果表明二者的一致性较高,从而证明了所建立模型可实现点焊接头疲劳性能的快速、精确预测。     

板厚对不锈钢车体激光叠焊接头抗剪强度和疲劳强度的影响

为了研究板厚对不锈钢激光叠焊接头抗剪强度和疲劳强度的影响,该文针对0.8 mm +2 mm和2 mm +2 mm2种不同板厚搭配的不锈钢激光叠焊接头分别进行了拉伸试验和疲劳试验。结果表明,2 mm +2 mm接头的抗剪强度和疲劳强度均高于0.8 mm +2 mm接头。失效分析发现,2种接头的拉伸破坏由焊肉部位剪断引起的;2种接头的疲劳裂纹均萌生于2 mm未焊透板,裂纹起始位置在2个焊板之间靠近焊核附近未焊透板的热影响区,裂纹沿着焊核边缘向未焊透板外表面方向扩展,直至穿透未焊透板。对焊接接头部位的有限元受力分析可知,2种接头的应力集中程度的不同是造成它们抗剪强度和疲劳强度差异的主要原因。     

奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀断裂分析

核电站管道大多采用奥氏体铁素体不锈钢制成,以主管道为例,多数采用焊接方式进行连接。在现场应用之前,需要进行工艺评定的焊接和检验,以验证焊接接头是否满足高温、高压、高腐蚀的性能要求。晶间腐蚀按照标准RCCM+RCCM2000补遗中MC1312.3中B法处理后,在弯曲过程出现裂纹,对比试样也出现裂纹,难以判定是否是晶间腐蚀造成的裂纹缺陷。利用金相方法观察出现裂纹的试样,结合力学性能试验和化学成分进行分析得出,弯曲受检面产生的裂纹不是由晶间腐蚀造成的。     

Effect of spot weld distribution characteristics on the fatigue strength of resistance welded joints

Abstract

Resistance spot-welded joints are often the Achilles heel of structures subject to fatigue stresses. Although many papers, applying both numerical and experimental techniques, have been published in the last few years, the problem of correlation between joint design and fatigue strength has not yet been satisfactorily resolved.

The aim of this article is to identify such a correlation for simple lap joints, to provide designers with a useful tool allowing them to evaluate easily and quickly the improved fatigue strength obtainable by changing the number of weld spots.     

保护气体对1.4003不锈钢焊接接头组织和疲劳性能的影响

CO2与O2作为MAG焊接时常用的活性气体,对1.4003不锈钢接头的金相组织与疲劳性能有不同的影响。通过金相组织分析和脉动拉伸疲劳试验,研究两种保护气氛下1.4003钢MAG焊接头的组织和疲劳性能。结果表明:两种接头焊缝组织的基体均为奥氏体,基体上分布δ铁素体;当保护气体为φ(Ar)95%+φ(CO2)5%时,中值疲劳强度为312.5 MPa;当保护气体为φ(Ar)97%+φ(O2)3%时,中值疲劳强度为302.5 MPa。两种保护气体的疲劳试件断裂位置主要集中在热影响区,均有明显的启裂源,扩展区疲劳纹清晰,终断区形态为韧窝型韧性断口。     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

316L不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀试验

根据316L不锈钢的焊接特点,开发了一种钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺。对焊接接头进行了金相组织、草酸刻蚀试验和晶间腐蚀试验。试验结果表明:316L母材显微组织为纯奥氏体;316L热影响区靠母材一侧的显微组织为粗大的奥氏体晶粒,靠焊缝一侧为奥氏体基体上分布着铁素体;316L根部焊缝的显微组织为奥氏体基体上分布着铁素体。刻蚀试验结果表明:焊缝和热影响区处的刻蚀形貌均是沟槽连成一片。虽然没有通过草酸刻蚀试验,但是所有试样均通过了Cu-CuSO4-硫酸晶间腐蚀试验。因此,钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺是成功的。     

铜与不锈钢激光焊接头金相组织

<正>~~     

铝合金与不锈钢电阻点焊接合界面区的组织特性

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接．通过电子显微镜对接合界面区进行了观察，并分析了所生成反应物的微观结构及分布等组织特性．结果表明，一锯齿状反应层在接合界面生成，其主要由Fe2Al5和FeAl3组成；反应层厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化．另外，在界面附近的铝合...     

焊接接头疲劳评定的结构热点法研究现状

结构热点法(stnlctural hot spot stress)作为一种切实可行的疲劳评定方法已经引起人们的注意,并陆续在一些行业中得到应用.该方法的关键问题就是结构热点应力的计算方法和热点应力S-N曲线的获得.文中就目前所提出的几种热点定义方法和各种方法的比较进行了回顾,对热点应力曲线的获得和研究进展作了阐述,最后指出该方法在今后研究中所要注意的几个问题.